C++中的繼承問題(繼承基本概念、菱形虛擬繼承的物件模型)

2023-02-06 06:01:57

一、繼承的概念與定義格式

概念及定義格式

繼承機制是物件導向程式設計使程式碼可以複用的最重要手段，它允許程式設計師在保留原有類特性的基礎上進行擴充套件，增加功能，這樣產生的類，稱為派生類。繼承呈現了物件導向程式設計的層次結構，體現了由簡單到複雜的認知過程。繼承是類設計層次的複用。

個人理解：父類別實際上是抽取類的共性，將其它類都有的屬性和方法進行提取，再定義其它類時只需要繼承父類別，並寫出該類獨有的屬性即可。

以Person類為父類別，Student類為學生類舉例：

父類別

子類

這裡Student類繼承了Person類，學生中就包含Person類中的name和age兩個屬性，只需要再寫出Student類獨有的num屬性即可。

存取限定符與繼承許可權

一句話總結上面的表格：繼承許可權決定了子類能繼承的父類別的最高許可權。即public繼承不會改變類成員的存取許可權；protected繼承方式會改變原來存取許可權為public的成員；private繼承方式會影響原來存取許可權為public和protected的成員。

另外還有幾點要注意：

父類別的private成員被子類繼承了，但是子類不能存取父類別的private成員，通過檢視子類的大小可以得知，子類中包含繼承自父類別的私有成員變數。

在子類中存取父類別私有成員會報錯：

檢視子類大小：

protected成員存取限定符只因為繼承體系才出現的，因為protected在繼承中才有意義
實際中一般使用public繼承
使用關鍵字class預設的繼承方式是private，使用struct預設的繼承方式是public，一般最好顯式給出繼承許可權。

ps： class和struct的區別

定義類的預設存取許可權不同，class為私有，struct為公有，相容C語言
模板參數列中可以使用class，不能使用struct
繼承中的預設繼承許可權不同，class預設private，struct預設public

二、賦值相容規則

這裡的複製相容規則是在public繼承的前提下：

可以使用子類物件給父類別物件賦值賦值，但是不能使用父類別物件給子類物件賦值
可以使用父類別指標指向子類物件，但不能使用子類指標指向父類別物件，如果一定要指向，進行強制型別轉換後可以，但是會有指標越界存取的問題。
可以使用父類別的參照去參照子類，不能使用子類的參照參照父類別，與指標原理相同。

仍以 Person類和Student類舉例：

Person類：

lass Person
{
protected:
	string _name;
	int _age ;
};

Student類繼承Person類：

class Student :public Person
{
protected:
	int _num = 1;
};

分別驗證賦值、指標和參照：

原理如圖：

指標和參照原理與上圖相同，父類別的指標可以指向子類中繼承自父類別的部分；但是子類的指標如果指向父類別，存取_name和_age時不會有問題，存取到_num時就會超出父類別物件的範圍，越界存取，所以編譯器禁止了子類指標指向父類別物件。

三、繼承中的作用域

在繼承體系中，父類別和子類都有獨立的作用域
如果父類別和子類中有同名成員，子類成員會遮蔽對父類別同名成員的直接存取，優先存取自己類中的成員，即同名隱藏，也叫重定義。
對於成員函數，只要函數名相同就構成重定義，與型別無關。

Person類：

class Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "Person name:" << _name << endl;
		cout << "Person age" << _age << endl;
	}
protected:
	string _name = "ZS";
	int _age = 17;
};

Student類繼承Person類：

class Student :public Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "Student name：" << _name << endl;
		cout << "Student age：" << _age << endl;
		cout << "Student num：" << _num << endl;
	}
protected:
	string _name = "LS";
	int _age = 18;
	int _num = 2;
};

驗證結果：